Applicazioni del titanio nei moderni aerei e motori?
Aerei e motori moderni nell'importante lega ad alta temperatura, lega di alluminio, lega di titanio, acciaio ad altissima resistenza, materiali compositi e altre cinque categorie di materiali strutturali. Il titanio viene utilizzato principalmente nei seguenti aspetti degli aeromobili:
1. Materiale in lega di titanio per struttura aeronautica
La lega di titanio presenta una serie di vantaggi come elevata resistenza specifica, buona resistenza alla corrosione e resistenza alle alte temperature e può essere utilizzata in vari modi per formare, saldare e lavorare parti, quindi è stata ampiamente utilizzata in aeromobili e motori avanzati. Al giorno d'oggi, la percentuale di lega di titanio nel peso della struttura dell'aeromobile è diventata uno degli indicatori importanti per misurare il grado avanzato dei materiali dell'aeromobile. Il titanio costituisce il 39 percento del peso strutturale dell'F-22. L'applicazione della lega di titanio dell'anodo di titanio Baoji negli aerei civili stranieri aumenta anche con il miglioramento del design dell'aeromobile e del livello delle prestazioni. Le elevate prestazioni di tolleranza ai danni sono un importante indice delle prestazioni dei materiali per la lunga durata, l'elevata mobilità, il basso costo e la progettazione di tolleranza ai danni degli aerei da combattimento di nuova generazione (compreso il motore ad alto rapporto di spinta). Gli Stati Uniti assumono un ruolo guida nell'applicare con successo il concetto di progettazione della sicurezza dai danni e i criteri di progettazione della tolleranza ai danni agli aerei da combattimento avanzati. L'aereo da caccia F -22 adotta un gran numero di leghe di titanio con tolleranza ai danni e i suoi grandi componenti integrali per soddisfare i requisiti di progettazione di elevata perdita di peso e lunga durata. Ti-6Al-4VELI è stato utilizzato nei fucinati di grandi dimensioni degli aerei da trasporto militare C-17 americani. L'anodo di titanio Baoji in lega di titanio ad alta resistenza Ti-6-22-22S è stato utilizzato anche nelle parti chiave degli aerei C-17 come il giunto di coda orizzontale (albero rotante). L'uso di queste due leghe di titanio rende la vita dei grandi velivoli da trasporto fino a 60000 ore di volo o più. In Europa, l'Airbus A380 è stato il primo aereo ad avere un pilone interamente in titanio, che verrà utilizzato sui futuri A350.
2. Lega di titanio ad alta temperatura per motori aeronautici
La lega di titanio ad alta temperatura viene utilizzata principalmente nella produzione di pale, dischi, involucri e altre parti del compressore di motori aeronautici, che richiedono materiali con elevata resistenza specifica, resistenza allo scorrimento ad alta temperatura, resistenza alla fatica, resistenza duratura e stabilità organizzativa in condizioni di lavoro ad alta temperatura condizioni (300~600 gradi). Con l'aumento del rapporto spinta-peso del motore aeronautico, la temperatura di esercizio delle pale e dei dischi in lega di titanio ad alta temperatura aumenta con l'aumento della temperatura di uscita del compressore ad alta pressione. Dopo decenni di sviluppo, l'elevata temperatura di lavoro della lega di titanio ad alta temperatura rinforzata con soluzione solida è stata aumentata da 350 gradi a 600 gradi. Le leghe di titanio ad alta temperatura TC4 e TC6 sono utilizzate principalmente nel motore aeronautico con temperatura di esercizio inferiore a 400 gradi, che vengono utilizzate nel motore con bassa temperatura di esercizio delle pale del ventilatore e delle pale del compressore del primo e del secondo stadio. Le leghe di titanio ad alta temperatura che lavorano a circa 500 gradi includono la lega TC11, TA15 e TA7, tra cui TC11 è la lega di titanio utilizzata nel nostro attuale motore aeronautico. È difficile soddisfare i requisiti di resistenza allo scorrimento e resistenza a temperature superiori a 600 gradi per la lega di titanio rinforzata solo da una soluzione solida. Grazie alla sua elevata resistenza specifica, rigidità specifica, elevata resistenza al creep, eccellente resistenza all'ossidazione e proprietà ignifughe, i composti intermetallici Ti-Al rinforzati ordinati sono diventati potenziali candidati per l'uso a temperature superiori a 600 gradi. Le leghe a base di Ti3al lavorano a lungo a circa 650 gradi, mentre le leghe TiAl lavorano a 760 gradi ~ 800 gradi.
3. Elementi di fissaggio in lega di titanio per aeromobili
Gli elementi di fissaggio in lega di titanio possono ridurre notevolmente il peso dell'aeromobile, non solo migliorare le prestazioni di volo, ma anche ridurre i costi di utilizzo, il principale è ridurre il consumo di carburante. Sono necessari circa 200000 elementi di fissaggio in lega di titanio per ciascuno degli aerei c919 cinesi, di cui 20 milioni necessari per completare i primi 100 ordini di avviamento. Con la produzione pianificata di 150 aerei di grandi dimensioni entro il 2018, sarebbero necessari 30 milioni di elementi di fissaggio in titanio all'anno. Il potenziale di sviluppo dei dispositivi di fissaggio in lega di titanio è enorme, la prospettiva di sviluppo del mercato è molto promettente.
La flotta di aerei civili cinesi dovrebbe raggiungere i 6.309 entro la fine del 2031, 3,6 volte la dimensione attuale. A causa delle caratteristiche della struttura della rete di rotte aeree della Cina, la futura composizione della flotta sarà ancora dominata da aeromobili a canale singolo, ma aumenterà la percentuale di aeromobili a fusoliera larga e aerei regionali. La Cina avrà bisogno di 4.933 aerei di linea civili in più nei prossimi 20 anni a causa della crescita e delle esigenze di sostituzione dovute allo smantellamento. Gli esperti affermano che a lungo termine, la crescita economica sostenuta della Cina, l'urbanizzazione accelerata e l'aggiornamento dei consumatori favoriranno lo sviluppo sostenibile del trasporto aereo. Gli alti prezzi del petrolio e i severi requisiti di protezione ambientale fanno sì che le compagnie aeree accelerino anche il ritiro dei vecchi aerei. Per accelerare l'industrializzazione dell'aereo di linea civile, i prossimi 10 anni saranno un periodo critico per lo sviluppo del balzo dell'industria aeronautica cinese e ill'industria del titanio dovrà affrontare una rara opportunità di sviluppo.
Azienda: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Paese: Cina
Aggiungi: strada Baoti, Jintai, città di Baoji, Shaanxi, Cina
Cel: più 86 18391896637(WHATSAPP)
Gmail:alisa@jmyunti.com
Sito web: www.jm-titanium.com
